بازتاب در آینه مقعر و محدب

یک ناظر وقتی تصویر جسم را می‌بیند که نور پس از انعکاس از آینه به چشم او برخورد کرده و تصویر آن در قرنیه چشمش تشکیل شود. پرتوهای نور، از هر نقطه از شی یک تصویر ایجاد می‌کنند. به نظر می‌رسد این تصویر در پشت آینه تخت تشکیل شده است. این نوع تصویر را تصویر مجازی می‌نامند. زیرا پرتوهای نور در جلوی آینه به یکدیگر نمی‌رسند بلکه به نظر می‌رسد این پرتوها در پشت آینه جمع می‌شوند. اگر پرتوها در جلوی آینه به یکدیگر برسند، تصویر تشکیل شده را تصویر حقیقی می‌نامند.

بیشترین کاربرد قانون انعکاس در آینه‌هاست. مرسوم‌ترین نوع آینه، آینه تخت یا آینه مسطح است. تصویر تشکیل‌شده از یک آینه تخت مشخصات زیر را دارد:

اندازه تصویر در این آینه با اندازه شی یکسان است.

تصویر مستقیم است (تصویر معکوس نمی‌شود).

تصویر ایجاد شده در آینه، وارون جانبی شی اصلی است (آینه دست راست شما را دست چپ نشان می‌دهد.)

تصویر، پشت آینه تشکیل می‌شود و مجازی است.

آینه های تخت

فرض کنید شعله شمعی در مقابل یک آینه تخت قرار گرفته باشد. پرتوهای نور از شعله در تمام جهات می‌تابند. این پرتوها پس از ساتع شدن از شعله از هم دور یا به اصطلاح واگرا شده و به سطح آینه برخورد می‌کنند و در آنجا با زاویه‌ای برابر با زاویه فرود خود، بازتاب می‌شوند. پرتوهای بازتاب شده از آینه واگرا می‌شوند و چنین به نظر می‌رسد که از یک نقطه خاص پشت آینه گسیل شده‌اند. پرتوهای نور واقعا از این نقطه سرچشمه نمی‌گیرند بنابراین این تصویر را تصویر مجازی می‌نامند.

فاصله تصویر از پشت آینه به اندازه فاصله جسم تا آینه است و جسم و تصویر هم‌اندازه هستند؛ به عنوان مثال هنگامی که خود را در آینه می‌بینید، اندازه تصویرتان به گونه‌ای است که گویی دو قلوی شما با همان فاصله‌ای که شما از آینه دارید در پشت آن قرار گرفته است. البته در صورتی که آینه مسطح باشد(آینه مسطح را آینه تخت می نامیم).

این آینه‌ها، بخشی از سطح یک کره هستند.

در آینه کوژ یا محدب، سطح خارجی کره انعکاس دهنده نور بوده و در آینه کاو یا مقعر سطح داخلی کره، انعکاس دهنده نور یا سطح انعکاس دهنده است.

پرتوها پس از بازتاب در یک نقطه به هم می‌رسند که به نقطه کانونی آینه نامیده می‌شود.

C

 مرکز انحنای آینه و f نقطه کانونی

اگر آینه خمیده باشد، اندازه و فاصله جسم و تصویر برابر نخواهد بود. قانون بازتاب در مورد این آینه ها نیز صادق است. یک آینه خمیده مثل رشته‌ای از آینه های تخت متوالی عمل می‌کند که در آن جهت گیری زاویه‌ای هر آینه با آینه بعدی کمی متفاوت است. در هر نقطه زاویه فرودی با زاویه بازتاب برابر است. در آینه خمیده بر خلاف آینه تخت، خط های عمودی که توسط خطوط نقطه چین در سمت چپ آینه در نقاط مختلف آینه با یکدیگر موازی نیستند.

پرتو موازی، به موازات محور اصلی آینه است. در آینه‌های مقعر پرتو موازی، پس از برخورد به آینه، در نقطه کانونی همگرا می‌شود. به همین ترتیب، اگر یک پرتو از نقطه کانونی آینه مقعر بگذرد و به آن برخورد کند، به موازات محور اصلی آینه بازتاب می‌کند. در نهایت، اگر یک پرتو از مرکز انحنای آینه عبور کند،‌ پرتو بازتاب یافته همان مسیر پرتو برخوردی را طی می‌کند و از مرکز انحنای آینه در جهت معکوس می‌گذرد.

تصویر شیء‌ در آینه‌های مقعر

تصویر یک شیء‌ در آینه می‌تواند حقیقی یا مجازی و مستقیم یا معکوس باشد. اندازه تصویر نسبت به شیء نیز می‌تواند کوچکتر یا بزرگتر باشد.

یک آینه محدب دارای ۴ ویژگی کلی زیر است:

مرکز انحنا (C) پشت آینه است.

میدان دید زیاد (فضای بیشتری قابل رویت است)

تصویر جسم نزدیک به آینه تشکیل می‌شود (فاصله تصویر تا آینه از فاصله جسم تا آینه کمتر است).

اندازه تصویر، کوچکتر از ابعاد اصلی جسم و نسبت به آن مستقیم است.

رسم تصویر در آینه محدب

حداقل با رسم دو پرتو تابش طبق قواعدی که در بالا گفته شد و امتداد دادن بازتاب آن‌ها می‌توان به مکان تصویر پی برد. محل تلاقی امتداد پرتوهای بازتاب، مکان تصویر را مشخص می‌کند. از آن‌جا که تصویر، حاصل امتداد پرتوهای بازتابش بوده، نوع آن مجازی محسوب می‌شود. همچنین این تصویر نسبت به جسم اصلی مستقیم و کوچکتر بوده و داخل فاصله کانونی آینه دیده می‌شود.

نحوه کار با شبیه‌ساز

پس از کلیک روی شبیه‌ساز جهت فعال‌سازی می‌توانید با این آزمایش کار کنید.

برای نور منبع می‌توانید پرتو اشعه یا منبع نقطه‌ای انتخاب کنید، در منبع اول نور های موازی مانند لیزر پرتاب شده ولی در منبع دوم نور از همه جهات منتشر می‌شود.

.